發(fā)布時間：2020-06-28 12:21

【摘要】：為了進(jìn)一步完善無人直升機(jī)前飛段縱向控制技術(shù),本文分別對高度/速度的協(xié)調(diào)控制、發(fā)動機(jī)功率保護(hù)的安全控制、直升機(jī)模型RotorLib的二次開發(fā)進(jìn)行研究。首先為了實(shí)現(xiàn)高度/速度的協(xié)調(diào)控制。本文首先從操縱性耦合和狀態(tài)耦合兩個方面論證高度和速度的耦合,而后基于縱向周期變距補(bǔ)償和總距補(bǔ)償兩種方法分別實(shí)現(xiàn)高度和速度的協(xié)調(diào)控制,實(shí)現(xiàn)結(jié)果表明基于總距補(bǔ)償?shù)母叨?速度協(xié)調(diào)控制效果略優(yōu)于基于縱向周期變距補(bǔ)償?shù)母叨?速度協(xié)調(diào)控制,最終本文通過風(fēng)干擾以及重心/質(zhì)量不確定性驗(yàn)證了基于總距補(bǔ)償?shù)母叨?速度協(xié)調(diào)控制的魯棒性。其次為了確保飛行安全,提高無人直升機(jī)的作業(yè)能力,本文進(jìn)行保護(hù)發(fā)動機(jī)功率方面研究。本文首先分析高度和溫度對發(fā)動機(jī)功率的影響,統(tǒng)計(jì)不同飛行狀態(tài)下的發(fā)動機(jī)功率需求,而后對發(fā)動機(jī)功率不足的情形進(jìn)行仿真分析,最終通過發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速觸發(fā)升降速度自調(diào)節(jié)的開環(huán)控制、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速觸發(fā)總距和升降速度調(diào)節(jié)的開環(huán)控制、升降速度反饋發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制三種方法實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)功率保護(hù)的安全控制。實(shí)現(xiàn)結(jié)果表明升降速度反饋發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制效果最佳。最后為了進(jìn)一步完善RotorLib建模方法,本文通過二次開發(fā)封裝實(shí)現(xiàn)了其質(zhì)量、重心、轉(zhuǎn)動慣量、力四種不確定性功能。同時為了節(jié)省購買M語言版本的經(jīng)費(fèi)和統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)室開發(fā)環(huán)境,本文使用CMEX技術(shù)、小擾動原理實(shí)現(xiàn)了MATLAB下的配平線性化功能。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V279;V249.1
【圖文】：

第一章 緒論1.1 無人直升機(jī)概述無人直升機(jī)是本文的研究對象。美國從 20世紀(jì) 50年代開始展開無人直升機(jī)的研制，到 1960年 6 月第一架具備實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的軍用無人直升機(jī) QH-50A 出現(xiàn)[1]。而后 20 年由于未突破技術(shù)難點(diǎn)，無人直升機(jī)發(fā)展處于停滯狀態(tài)，直到 80 年代，隨著信息技術(shù)，控制技術(shù)以及傳感技術(shù)的突破無人直升機(jī)才真正得以發(fā)展。1.1.1 國外無人機(jī)現(xiàn)狀目前，國外研究和生產(chǎn)無人駕駛直升機(jī)的國家主要有美國、俄羅斯、法國、英國等[2]。由于無人直升機(jī)技術(shù)復(fù)雜，目前只有少數(shù)幾個 1000kg 以下的型號具備實(shí)用價(jià)值，且大部分又屬于500kg 以下的輕型無人直升機(jī)。加拿大的哨兵、英國的小精靈和“斯普賴特”、美國的 FireScout(“火力偵察兵”)和蜂鳥、奧地利的 Camcopter(“坎姆考普特”)、加拿大的哨兵、以及俄國的 Ka-137 和“貓頭鷹”是比較有代表的無人直升機(jī)[1]-[5]。圖 1.1 為 Camcopter 和 Fire Scout。

無人直升機(jī)前飛段縱向控制技術(shù)研究個新的發(fā)展階段�？偟膩碚f，目前國內(nèi)無人直升機(jī)雖取得了豐碩的成果，但相對國外仍然存在諸多問題，如性能較差、控制精度不夠高、機(jī)動性不夠強(qiáng)、巡航能力較差、載荷能力弱，自主飛行水平低。圖 1.2 為國內(nèi)較成功的無人直升機(jī) Z5 直升機(jī)和 V750 直升機(jī)。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2733006